KR102410707B1 - 방사선을 이용한 항바이러스성 구리나노입자의 제조방법 및 이에 의해 제조된 항바이러스성 구리나노입자 - Google Patents

방사선을 이용한 항바이러스성 구리나노입자의 제조방법 및 이에 의해 제조된 항바이러스성 구리나노입자 Download PDF

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Abstract

본 발명은 방사선을 이용한 항바이러스성 구리나노입자의 제조방법 및 이에 의해 제조된 항바이러스성 구리나노입자에 관한 것으로, 상기 구리나노입자의 제조방법은 구리 전구체; 용매; 분산제 및 라디칼 제거제를 일정비율로 혼합한 구리 전구체 조성물에 전자빔을 조사함으로써 공정이 단순하면서도 빠르며 대량생산이 가능한 이점이 있고, 기존의 구리나노입자와 비교하여 훨씬 작은 직경을 가지는 구리나노입자를 제조할 수 있고, 이에 의해 제조된 구리나노입자는 우수한 항바이러스성을 나타내는 이점이 있다.

Description

방사선을 이용한 항바이러스성 구리나노입자의 제조방법 및 이에 의해 제조된 항바이러스성 구리나노입자{Method for manufacturing antiviral copper nanoparticles using radiation and antiviral copper nanoparticles manufactured thereby}
본 발명은 방사선을 이용한 항바이러스성 구리나노입자의 제조방법 및 이에 의해 제조된 항바이러스성 구리나노입자에 관한 것으로서, 구체적으로는 구리 전구체; 용매; 분산제 및 라디칼 제거제를 혼합한 구리 전구체 조성물에 방사선을 조사하여 제조한 항바이러스성 구리나노입자에 관한 것이다.
최근 코로나 바이러스로 인해 감염 및 전염을 예방하기 위한 방법으로 항균성을 나타내는 물질을 포함하는 제품에 대한 수요가 증가하고 있다.
특히 최근 공동주택, 다중 이용 시설 등의 문 손잡이와 승강기 버튼 같은 곳에 항균 필름이 부착된 것을 본 적이 있을 것입니다. 항균 필름에 함유된 구리(Cu) 성분이 바이러스와 박테리아 서식을 어렵게 해 코로나 바이러스를 차단하는 효과를 기대하는 것이다.
항균제로서의 구리는 나노입자의 형태로서 그 기능을 발휘하게 된다. 종래의 구리나노입자의 합성 방법은 물리적 합성방법과 화학적 합성방법이 있는데, 상기 방법들은 공정이 복잡하고 비용이 비싸기 때문에 양산성이 낮은 문제점이 있다.
이에, 본원출원인은 기존의 구리나노입자 제조 기술들과 비교하여 제조공정이 단순하고 빠르며 친환경적으로 구리나노입자를 제조하는 기술을 이하에 제안하려고 하며, 특히 방사선을 이용하여 구리나노입자를 제조하는 기술을 제안하려고 한다.
대한민국 공개특허 제10-2011-0084003호
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해소 및 이를 감안하여 안출된 것으로서, 구리 전구체를 포함하는 구리 전구체 조성물에 전자빔 조사하여 간단한 공정으로 고순도 및 작은 직경의 항바이러스성 구리나노입자를 제조하는 방법 및 이에 의해 제조된 구리나노입자를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 구리 전구체; 용매; 분산제 및 라디칼 제거제를 혼합하는 구리 전구체 조성물 제조단계; 및
상기 제조된 구리 전구체 조성물에 10 내지 30 kW의 에너지를 갖는 방사선을 5 내지 100초 동안 조사하여 전자빔 조사단계;를 포함하고,
상기 구리 전구체는 황산구리(CuSO4), 염화구리(CuCl2), 질산구리(Cu(NO3)2) 및 초산구리((CH3COO)2Cu) 중 어느 하나 이상을 포함하고,
상기 용매는 증류수 및 에틸렌글리콜을 3:7~7:3의 비율로 포함하는 구리나노입자의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 구리 전구체; 용매; 분산제 및 라디칼 제거제를 포함하는 구리 전구체 조성물에 방사선 조사하여 구비되고,
구의 형태를 갖고 98wt% 이상의 구리를 포함하는 구리나노입자를 제공한다.
본 발명에 따르면, 상기 구리나노입자의 제조방법은 구리 전구체; 용매; 분산제 및 라디칼 제거제를 일정비율로 혼합한 구리 전구체 조성물에 전자빔을 조사함으로써 공정이 단순하면서도 빠르며 대량생산이 가능한 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 구리나노입자의 제조방법은 기존의 구리나노입자와 비교하여 훨씬 작은 직경을 가지는 구리나노입자를 제조하고, 이에 제조된 구리나노입자는 우수한 항바이러스성을 나타내는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 구리나노입자의 제조방법을 설명하기 위해 나타낸 개략적 공정도이다.
도 2 내지 도 6은 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 구리나노입자를 전계방사 주사전자 현미경(FE-SEM)으로 촬영한 이미지이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 구리나노입자에 대해 X선 회절 분석(XRD) 결과 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 구리나노입자에 대해 에너지 분산 X선 분광분석(EDS) 결과 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 구리나노입자의 항바이러스성 효과를 평가한 결과 이미지이다.
본 발명에 대해 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같으며, 이와 같은 상세한 설명을 통해서 본 발명의 목적과 구성 및 그에 따른 특징들을 보다 잘 이해할 수 있게 될 것이다.
본 발명은 항바이러스성 구리나노입자의 제조방법 및 이에 의해 제조된 구리나노입자를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 항바이러스성 구리나노입자의 제조방법은 도 1에 나타낸 바와 같이, 구리 전구체 조성물 제조단계(S100)와 전자빔 조사단계(S200)로 이루어질 수 있다.
구체적으로, 본 발명은 구리 전구체; 용매; 분산제 및 라디칼 제거제를 혼합하는 구리 전구체 조성물 제조단계; 및 제조된 상기 구리 전구체 조성물에 10 내지 30 kW의 파워를 갖는 방사선을 5 내지 100초 동안 조사하여 전자빔 조사단계;를 포함하는 항바이러스성 구리나노입자의 제조방법을 제공한다.
상기 구리 전구체는 황산구리(CuSO4), 염화구리(CuCl2), 질산구리(Cu(NO3)2) 및 초산구리((CH3COO)2Cu) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 용매는 증류수 및 에틸렌글리콜 중 하나 이상을 포함하고, 상기 증류수 및 에틸렌 글리콜은 3:7~7:3, 4:6~6:4 또는 4.5:5.5~5.5:4.5의 비율로 혼합될 수 있다. 상기와 같은 비율의 용매를 사용함으로써 구리나노입자 제조가 용이할 수 있다. 만일 용매로 증류수만을 사용하는 경우 제조과정에서 모두 산화되어 구리나노입자를 얻을 수 없고, 에틸렌글리콜만을 사용하는 경우 구리나노입자는 제조되나 용매의 점도가 높아 용해시키는데 어려움이 있다.
상기 분산제는 폴리비닐알코올(PVA, polyvinyl alcohol), 폴리비닐피롤리돈(PVP, polyvinyl pyrrolidone), 세틸트리메틸암모늄 브로마이드(CTAB, cetyltrimethyl ammonium bromide), 소듐도데실 설페이트(SDS, sodium dodecyl sulfate), 소듐 폴리포스페이트(SPP, sodium polyphosphate) 및 셀룰로스 유도체(cellulose derivatives) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 분산제는 평균 분자량이 100,000Da~900,000Da, 200,000Da~800,000Da 또는 300,000Da~500,000Da일 수 있다.
상기와 같은 분산제를 포함함으로써, 본 발명에 따른 구리나노입자의 제조방법은 구리 전구체 용액의 분산이 용이하면서도 전자빔 제조시에 입자크기가 작은 구리나노입자를 제조할 수 있다.
상기 라디칼 제거제는 이소프로필 알코올, 메틸 알코올 및 에틸 알코올 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 구리 전구체 조성물 제조단계(S100)는 구리 전구체; 용매; 분산제 및 라디칼 제거제를 혼합하여 구리나노입자를 제조하기 위한 구리 전구체 조성물을 제조하는 단계이다.
구체적으로, 상기 구리 전구체 조성물 제조단계(S100)는 구리 전구체 0.5 내지 2중량부를 기준으로 하여 용매 80 내지 95중량부, 분산제 0.5 내지 1.5중량부 및 라디칼 제거제 0.5 내지 1.5 중량부로 혼합할 수 있다.
상기와 같은 비율로 혼합하여 구리나노입자를 제조함으로써, 본 발명에 따른 구리나노입자는 순도가 높고 작은 직경을 가질 수 있다.
상기 구리 전구체 조성물 제조단계(S100)는 용매에 구리 전구체, 분산제, 라디칼 제거제를 한번에 첨가하여 혼합하는 것을 특징으로 한다. 이에 따라 본 발명에 따른 구리나노입자의 제조방법은 별도의 분산제 또는 구리 전구체를 다른 용매에 용해시킨 후 혼합하는 과정을 포함하지 않아 제조공정이 단순한 이점이 있다.
상기 구리 전구체 조성물 제조단계(S100)는 30℃ 내지 90℃ 또는 30℃ 내지 60℃의 온도에서 1 내지 5 시간, 1 내지 4 시간 또는 2 내지 4 시간 동안 혼합할 수 있다.
상기 전자빔 조사단계(S200)는 상기 구리 전구체 조성물에 일정 크기의 에너지를 갖는 전자빔을 조사하여 구리나노입자를 제조하는 단계이다.
상기 전자빔 조사단계(S200)는 상기 상기 제조된 구리 전구체 조성물에 10 내지 30 kW 또는 15 내지 25 kW의 파워를 갖는 방사선을 5 내지 100초, 10 내지 80초 또는 10 내지 60초 동안 조사할 수 있다.
상기 전자빔 조사단계(S200)는 상기 제조한 구리 전구체 조성물에 1kGy/s 내지 10kGy/s 또는 2kGy/s 내지 5kGy/s의 선량률로 20kGy 내지 100kGy, 20kGy 내지 80kGy 또는 30kGy 내지 50kGy의 흡수선량으로 방사선을 조사할 수 있다.
상기와 같은 조건의 전자빔을 조사하여 구리나노입자를 제조함으로써 짧은 시간에 간단한 공정을 통해 구리나노입자를 효율적으로 제조하여 대량생산이 가능한 이점이 있고, 산화되지 않은 높은 순도의 구리입자를 제조할 수 있다.
상기 전자빔 조사단계(S200)를 거쳐 제조된 구리나노입자는 평균 직경이 5 내지 200nm, 20 내지 200nm 또는 50 내지 150nm을 나타낼 수 있다. 상기와 같은 크기의 구리나노입자를 제조함으로써 항바이러스성을 나타내는 구리나노입자를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 상술한 구리나노입자의 제조방법에 의해 제조된 구리나노입자로서, 구리 전구체; 용매; 분산제 및 라디칼 제거제를 포함하는 구리 전구체 조성물에 방사선 조사하여 구비된 것일 수 있다.
상기 구리나노입자는 황산구리(CuSO4), 염화구리(CuCl2), 질산구리(Cu(NO3)2) 및 초산구리((CH3COO)2Cu) 중 어느 하나 이상을 포함하는 구리 전구체를 포함하는 구리 전구체 조성물에 10 내지 30 kW의 파워를 갖는 전자빔 조사하여 제조한 것으로 높은 순도와 작은 직경을 가질 수 있다.
구체적으로, 상기 구리나노입자는 구의 형태를 갖고 98wt% 이상 또는 99wt% 이상의 구리를 포함할 수 있다. 이는 전자빔 조사를 통해 산화되지 않은 구리를 제조한 것임을 나타내는 것이다.
또한, 상기 구리나노입자는 평균 직경이 5 내지 200nm, 20 내지 200nm 또는 50 내지 150nm일 수 있다. 이와 같은 직경을 가짐으로써 본 발명의 구리나노입자는 우수한 항균성 또는 바이러스의 증식을 억제하는 항바이러스성을 나타낼 수 있다.
상기 구리나노입자의 전자빔 흡수선량은 20kGy 내지 100kGy, 20kGy 내지 80kGy 또는 30kGy 내지 50kGy일 수 있다.
이하 본 발명의 실시예를 기재한다. 그러나, 하기 실시예들은 본 발명의 바람직한 일 실시예일뿐 본 발명의 권리 범위가 하기 실시예들에 의하여 제한되는 것은 아니다.
[실시예]
하기 표 1 및 표 2와 같은 조건으로 구리전구체, 분산제, 라디칼제거제 및 용매를 혼합한 혼합물에 전자빔을 조사하여 구리나노입자를 제조하였다.
실시예 1 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4
전구체 황산구리(Ⅱ) 1.2g 1.2g 1.2g 1.2g 1.2g
분산제 폴리 비닐 피롤리돈 (PVP) 1.2g
(분자량: 360,000Da)		 1.2g
(분자량: 10,000Da)		 1.2g
(분자량: 40,000Da)		 1.2g
(분자량: 1,300,000Da)		 1.2g
(PVA 사용, 분자량: 50,000Da)
라디칼제거제 이소프로필 알코올 12g 12g 12g 12g 12g
용매 증류수 50g 50g 50g 50g 50g
에틸렌글리콜 50g 50g 50g 50g 50g
용해 온도 50℃ 50℃ 50℃ 50℃ 90℃
전자빔
(E-beam)		 Power 20kW 20kW 20kW 20kW 20kW
dose 40kGy 40kGy 40kGy 40kGy 40kGy
비교예 5 비교예 6 비교예 7 비교예 8 비교예 9
전구체 황산구리(Ⅱ) 1.2g 1.2g 1.2g 1.2g 1.2g
분산제 폴리 비닐 피롤리돈 (PVP) 1.2g
(분자량: 360,000Da)		 1.2g
(분자량: 360,000Da)		 1.2g
(분자량: 360,000Da)		 1.2g
(분자량: 360,000Da)		 1.2g
(분자량: 360,000Da)
라디칼제거제 이소프로필 알코올 12g 12g 12g 12g 12g
용매 증류수 50g 50g 50g 100g -
에틸렌글리콜 50g 50g 50g - 100g
용해 온도 50℃ 50℃ 50℃ 50℃ 50℃
전자빔
(E-beam)		 Power 8kW 20kW 20kW 20kW 20kW
dose 40kGy 80kGy 120kGy 40kGy 40kGy
실시예 1
용매로 Ethylene glycol 50중량부와 증류수 50중량부를 혼합한 후 50℃로 승온시킨 후 구리전구체와 분산제(Polyvinyl pyrrolidone; Mw 360,000 Da), 알코올을 한번에 투입하여 혼합물을 제조하였다. 이렇게 제조 한 혼합액을 방사선 환원 공정(흡수선량 : 40 kGy / 선량률 : 5 kGy/s)을 통해 구리나노입자를 제조하였다.
비교예 1
상기 분산제의 분자량이 10,000Da인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 구리나노입자를 제조하였다.
비교예 2
상기 분산제의 분자량이 40,000Da인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 구리나노입자를 제조하였다.
비교예 3
상기 분산제의 분자량이 1,300,000Da인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 구리나노입자를 제조하였다.
비교예 4
상기 분산제의 종류가 PVA(Polyvinyl alcohol; Mw 50,000 Da)인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 구리나노입자를 제조하였다.
비교예 5
상기 혼합물에 조사되는 방사선 선량률이 2kGy/s인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 구리나노입자를 제조하였다.
비교예 6
상기 혼합물에 조사되는 방사선 흡수선량이 80kGy인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 구리나노입자를 제조하였다.
비교예 7
상기 혼합물에 조사되는 방사선 흡수선량이 120kGy인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 구리나노입자를 제조하였다.
비교예 8
용매로 증류수 100 중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 구리나노입자를 제조하였다.
비교예 9
용매로 에틸렌글리콜 100 중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 구리나노입자를 제조하였다.
비교예 10
Join M사의 Spherical Copper Powder(구형 구리분말)을 구매하여 사용하였다.
비교예 11
Join M사의 Flake Copper Powder(플레이크 구리분말)을 구매하여 사용하였다.
[실험예]
실험예 1
본 발명에 따른 구리나노입자의 제조방법에 있어, 이러한 방법에 의해 제조한 구리나노입자의 형태를 확인하기 위해, 실시예 및 비교예에서 제조한 구리나노입자를 전계방사 주사전자 현미경(Field Emission Scanning Electron Microscope, FE-SEM)으로 촬영하였으며, 그 결과는 도 2 내지 도 6에 나타내었다.
도 2는 본 발명에 따른 구리나노입자의 제조방법에 있어서, 분산제의 종류(분자량 차이)에 따른 구리나노입자의 특성을 확인하기 위해 실시예 1, 비교예 1 내지 비교예 4의 나노입자를 전계방사 주사전자 현미경으로 촬영한 이미지이다. 구체적으로, 도 2의 (a)는 실시예 1의 구리나노입자 이미지이고, (b)는 비교예 1의 구리나노입자의 이미지이고, (c)는 비교예 2의 구리나노입자의 이미지이고, (d)는 비교예 3의 구리나노입자의 이미지이고, (e)는 비교예 4의 구리나노입자의 이미지이다.
도 2를 살펴보면, 실시예 1의 구리나노입자는 분자량이 360,000Da인 분산제를 사용한 것으로 약 20~50nm 직경의 구 형태의 구리나노입자를 확인하였다. 비교예 1의 분자량이 10,000Da인 분산제를 사용한 것으로 약 50~100nm 직경의 구 형태의 구리나노입자이나 산화된 것을 확인하였고, 비교예 2의 분자량이 40,000Da인 분산제를 사용한 것으로 약 50~150nm 직경의 구 형태의 구리나노입자이나 산화된 것을 확인하였고, 비교예 3의 분자량이 1,300,000Da인 분산제를 사용한 것으로 약 50~200nm 직경의 구 형태의 구리나노입자를 확인하였고, 비교예 4의 폴리비닐 알코올(PVA, Mw 50,000Da)인 분산제를 사용하고 90℃의 온도에서 용해시킨 것으로 약 50~150nm 직경의 구 형태의 구리나노입자를 확인하였다.
이를 통해, 본 발명의 구리나노입자의 제조방법에 있어서, 분산제의 분자량이 너무 낮은 경우 분자량이 작아 전구체 용액이 합성은 용이하나 나노입자 제조 후 산화되어 분산이 용이하지 않은 문제점이 있고, 분산제의 분자량이 너무 큰 경우는 분자량이 커서 전구체 용액 합성이 어려운 문제점이 있고, 분산제로 폴리비닐 알코올을 사용하는 경우 폴리비닐 알코올의 특성상 90℃ 이상의 고온에서 용해가 되기 때문에 고온으로 용해시키고 50℃로 냉각시킨 후 구리 전구체 또는 라디칼 제거제를 혼합하시 때문에 제조공정이 복잡해지는 문제가 있다.
도 3은 본 발명에 따른 구리나노입자의 제조방법에 있어서, 조사되는 방사선의 선량률에 따른 구리나노입자의 특성을 확인하기 위해 실시예 1 및 비교예 5의 나노입자를 전계방사 주사전자 현미경으로 촬영한 이미지이다. 구체적으로, 도 3의 (a)는 실시예 1의 구리나노입자 이미지이고, (b)는 비교예 5의 구리나노입자의 이미지이다.
도 3을 살펴보면, 실시예 1의 구리나노입자는 5kGy/s 선량률의 방사선을 조사한 것으로 약 20~50nm 직경의 구 형태의 구리나노입자를 확인하였다. 비교예 5의 구리나노입자는 2kGy/s 선량률의 방사선을 조사한 것으로 약 50~150nm 직경의 구 형태의 구리나노입자를 확인하였다.
이를 통해, 본 발명의 구리나노입자의 제조방법에 있어서, 같은 선량에서 방사선의 선량률이 증가할수록 제조되는 구리나노입자의 크기가 감소하는 것을 알 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 구리나노입자의 제조방법에 있어서, 방사선의 흡수선량에 따른 구리나노입자의 특성을 확인하기 위해 실시예 1, 비교예 6 및 7의 나노입자를 전계방사 주사전자 현미경으로 촬영한 이미지이다. 구체적으로, 도 4의 (a)는 실시예 1의 구리나노입자 이미지이고, (b)는 비교예 6의 구리나노입자의 이미지이고, (c)는 비교예 7의 구리나노입자의 이미지이다.
도 4를 살펴보면, 실시예 1의 구리나노입자는 40kGy 흡수선량의 방사선을 조사한 것으로 약 20~50nm 직경의 구 형태의 구리나노입자를 확인하였다. 비교예 6의 구리나노입자는 80kGy 흡수선량의 방사선을 조사한 것으로 약 100~150nm 직경의 구 형태의 구리나노입자를 확인하였다. 또한, 비교예 7의 구리나노입자는 120kGy 흡수선량의 방사선을 조사한 것으로 약 100~200nm 직경의 구 형태의 구리나노입자를 확인하였다.
이를 통해, 본 발명의 구리나노입자의 제조방법에 있어서, 방사선의 흡수선량이 증가할수록 제조되는 구리나노입자의 크기가 증가하는 것을 알 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 구리나노입자의 제조방법에 있어서, 용매의 종류에 따른 구리나노입자의 특성을 확인하기 위해 실시예 1, 비교예 8 및 비교예 9의 나노입자를 전계방사 주사전자 현미경으로 촬영한 이미지이다. 구체적으로, 도 5의 (a)는 실시예 1의 구리나노입자 이미지이고, (b)는 비교예 9의 구리나노입자의 이미지이다.
도 5를 살펴보면, 실시예 1의 구리나노입자는 증류수와 에틸렌글리콜을 1:1의 비율로 혼합한 용매를 사용한 것으로 약 20~50nm 직경의 구 형태의 구리나노입자를 확인하였다. 비교예 8는 증류수를 용매로 하여 구리나노입자를 제조하려 했으나, 모두 산화되어 나노입자를 얻지 못하였다. 또한, 비교예 9의 구리나노입자는 용매로 에틸렌글리콜을 사용한 것으로 약 100~200nm 직경의 구 형태의 구리나노입자를 확인하였다.
이를 통해, 본 발명의 구리나노입자의 제조방법에 있어서, 용매에서 에틸렌글리콜의 비율이 증가하면 용매의 점도가 높아서 구리나노입자는 수득되지만 입자의 직경이 커지는 것을 알 수 있고, 증류수의 비율이 증가하면 나노입자 형태로 구리를 제조하기 어려운 것을 알 수 있다.
도 6은 상업적으로 판매하는 구리나노입자의 형태를 확인하기 위해 비교예 10 및 비교예 11의 구리분말을 전계방사 주사전자 현미경으로 촬영한 이미지이다. 도 6의 (a)는 비교예 10의 구형의 구리분말의 이미지이고, (b)는 비교예 11의 플레이크 구리분말의 이미지이다. 상용적으로 판매하고 있는 구리분말 중 구형의 구리분말은 2~7㎛의 입자크기를 가져, 본 발명의 구리나노입자와 비교하여 현저하게 큰 것을 확인하였고, 플레이크 구리분말은 크기가 랜덤한 것을 확인하였다.
실험예 2
본 발명에 따른 구리나노입자의 제조방법에 있어, 이러한 방법에 의해 제조한 구리나노입자의 상 및 구성 성분을 확인하기 위해, 실시예 1에서 제조한 구리나노입자를 X선 회절 분석(X-ray Diffraction, XRD) 및 에너지 분산 X선 분광분석(Energy-dispersive X-ray spectroscopy, EDS)을 수행하였으며, 그 결과는 도 7 및 도 8에 나타내었다.
도 7을 살펴보면, XRD 분석 결과로 본 발명의 구리나노입자는 2θ 값이 약 55(degree)에서 (111)상의 구리를 확인하였고, (111)상의 구리가 대부분을 차지하는 것을 확인하였다. 이와 더불어, (200)상의 구리, (220)상의 구리, (311)상의 구리가 존재함을 확인하였다.
도 8을 살펴보면, EDS 분석 결과로 본 발명의 구리나노입자는 약98wt%의 구리로 이루어진 것을 확인하였고, 아주 미량(0.1~0.5wt%)의 탄소, 산소 및 황으로 이루진 것을 확인하였다.
이를 통해, 본 발명의 구리나노입자는 98wt%의 높은 함량의 구리로 이루어진 것을 알 수 있다.
실험예 3
본 발명에 따른 구리나노입자의 제조방법에 있어, 이러한 방법에 의해 제조한 구리나노입자의 항바이러스의 특성을 확인하기 위해, 실시예 1에서 제조한 구리나노입자를 항바이러스 효과(antiviral effect) 실험을 수행하였으며, 그 결과는 도 9에 나타내었다.
상기 항바이러스 효과 실험은 MDCK cell을 influenza virus로 감염시켜 Virus 감염된 MDCK cell 모양을 확인하여 수행하였다.
도 9를 살펴보면, 구리 전구체 용액(선량을 조사하지 않은 실험군)을 처리한 세포는 바이러스 감염으로 인해 대부분 사멸하였으나, 선량 40kGy 또는 120kGy의 방사선을 조사하여 제조한 구리나노입자를 처리한 세포는 인플루엔자 바이러스에 감염되지 않은 정상세포와 같은 모양을 유지하면서 자라는 것을 확인하였다.
이를 통해, 본 발명에 따른 구리나노입자는 바이러스가 증식되는 것을 억제하는 효과를 가짐을 알 수 있다.
이상에서 설명한 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고 이러한 실시예에 극히 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 청구범위 내에서 이 기술분야의 당해업자에 의하여 다양한 수정과 변형 또는 단계의 치환 등이 이루어질 수 있다 할 것이며, 이는 본 발명의 기술적 범위에 속한다 할 것이다.
S100: 조성물 제조단계
S200: 전자빔 조사단계

Claims (12)

  1. 구리 전구체; 용매; 분산제 및 라디칼 제거제를 혼합하는 구리 전구체 조성물 제조단계와 상기 제조된 구리 전구체 조성물에 방사선을 조사하는 전자빔 조사단계를 포함하는 방사선을 이용한 항바이러스성 구리나노입자의 제조방법에 있어서,
    상기 구리 전구체 조성물 제조단계는,
    구리 전구체 0.5 내지 2중량부를 기준으로 하여 용매 80 내지 95중량부, 분산제 0.5 내지 1.5중량부 및 라디칼 제거제 0.5 내지 1.5 중량부로 혼합하되,
    상기 구리 전구체는 황산구리(CuSO4), 염화구리(CuCl2), 질산구리(Cu(NO3)2) 및 초산구리((CH3COO)2Cu) 중 어느 하나 이상을 포함하고,
    상기 용매는 증류수 및 에틸렌글리콜을 3:7~7:3의 비율로 포함하고,
    상기 분산제는 평균 분자량이 300,000Da~500,000Da이며;
    상기 전자빔 조사단계는,
    10 내지 30 kW의 파워를 갖는 방사선을 5 내지 100초 동안 조사하되,
    1kGy/s 내지 10kGy/s의 선량률로 20kGy 내지 100kGy의 흡수선량으로 방사선을 조사하는 것을 특징으로 하는 방사선을 이용한 항바이러스성 구리나노입자의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 라디칼 제거제는 이소프로필 알코올, 메틸 알코올 및 에틸 알코올 중 어느 하나 이상을 포함하고,
    상기 구리 전구체 조성물 제조단계는 용매에 구리 전구체, 분산제, 라디칼 제거제를 한번에 첨가하여 혼합하는 것을 특징으로 하는 방사선을 이용한 항바이러스성 구리나노입자의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 구리 전구체 조성물 제조단계는 30℃ 내지 90℃의 온도에서 1 내지 5 시간 동안 혼합하는 것인 방사선을 이용한 항바이러스성 구리나노입자의 제조방법.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 분산제는 폴리비닐알코올(PVA, polyvinyl alcohol), 폴리비닐피롤리돈(PVP, polyvinyl pyrrolidone), 세틸트리메틸암모늄 브로마이드(CTAB, cetyltrimethyl ammonium bromide), 소듐도데실 설페이트(SDS, sodium dodecyl sulfate), 소듐 폴리포스페이트(SPP, sodium polyphosphate) 및 셀룰로스 유도체(cellulose derivatives) 중 어느 하나 이상을 포함하는 방사선을 이용한 항바이러스성 구리나노입자의 제조방법.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 전자빔 조사단계를 거쳐 제조된 구리나노입자는 평균 직경이 5~200nm인 것을 특징으로 하는 방사선을 이용한 항바이러스성 구리나노입자의 제조방법.
  9. 청구항 1, 청구항 3, 청구항 4, 청구항 6, 청구항 8 중 어느 한 항에 의한 방사선을 이용한 항바이러스성 구리나노입자의 제조방법에 의해 제조되며,
    구의 형태를 갖고 98wt% 이상의 구리를 포함하는 것을 특징으로 하는 항바이러스성 구리나노입자.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
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